JPH1083995A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH1083995A
JPH1083995A JP23743296A JP23743296A JPH1083995A JP H1083995 A JPH1083995 A JP H1083995A JP 23743296 A JP23743296 A JP 23743296A JP 23743296 A JP23743296 A JP 23743296A JP H1083995 A JPH1083995 A JP H1083995A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
diffusion layer
film
forming
emitter
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JP23743296A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Miwa
浩之 三輪
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a trap from occurring due to the damage to a natural oxide film and to keep an emitter diffusion layer stable in carrier concentration, by a method wherein impurities are diffused into the surface layer of the base diffusion layer from a silicon film to form an emitter diffusion layer, after a natural oxide film formed on the surface of a base diffusion layer is removed. SOLUTION: A base diffusion layer 12 is formed on the front surface of a semiconductor substrate 11, an interlayer insulating film 13 is formed on the semiconductor substrate 11, and an emitter opening 14 is provided on the interlayer insulating film 13 so deep as to reach the base diffusion layer 12. Then, after a natural oxide film 15 formed on the surface layer of the semiconductor substrate 11 exposed on the base of the emitter opening 14 is removed, a silicon film 17 is formed on the semiconductor substrate 11 covering the interlayer insulating film 13. Impurities are diffused into the surface of the base diffusion layer 12 from the silicon film 16 to form an emitter diffusion layer 17. By this setup, impurities are diffused in a stable state for the formation of the emitter diffusion layer 16 without interposing a natural oxide film of an unstable bonding state, and carriers are set stable in injection efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及び半
導体装置の製造方法に関し、特にはシリコン膜からの固
相拡散によってエミッタを形成してなるバイポーラトラ
ンジスタを有する半導体装置及びその製造方法に関す
る。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a bipolar transistor having an emitter formed by solid-phase diffusion from a silicon film, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIに代表される半導体装置に
は、さらなる高集積と高機能化が要求されている。例え
ばバイポーラトランジスタにおいて上記要求を達成する
ためには、ベース走行時間の短縮とベース抵抗を削減す
ることによって動作速度を高速化させる必要がある。こ
のため、ベース拡散層は、キャリアを高濃度に含みかつ
浅いものである必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices represented by LSIs have been required to have higher integration and higher functions. For example, in order to achieve the above requirements in a bipolar transistor, it is necessary to increase the operation speed by shortening the base transit time and reducing the base resistance. Therefore, the base diffusion layer needs to contain carriers at a high concentration and be shallow.

【0003】しかしながら、ベース拡散層の表面層に不
純物を拡散させることで形成されるエミッタ拡散層にお
いては、ベース拡散層を高濃度化することによってキャ
リアの注入効率が低下してしまう。
However, in the emitter diffusion layer formed by diffusing impurities into the surface layer of the base diffusion layer, the carrier injection efficiency is reduced by increasing the concentration of the base diffusion layer.

【0004】そこで、図7に示すポリシリコンエミッタ
技術によるが提案された。この技術を用いた半導体装置
の製造方法の一部を以下に説明する。先ず、図7(1)
に示すように、例えばイオン注入とその後の熱拡散とに
よって、半導体基板11の表面側にベース拡散層12を
形成する。次に、図7(2)に示すように、半導体基板
11上に層間絶縁膜13を成膜し、この層間絶縁膜13
にベース拡散層12に達するエミッタ開口14を形成す
る。その後、図7(3)に示すように、エミッタ開口1
4の底面に露出する半導体基板11表面の自然酸化膜1
5及び層間絶縁膜13を覆う状態で半導体基板11上に
シリコン膜16を成膜する。しかる後、図7(4)に示
すように、シリコン膜16から、ベース拡散層12の表
面層に不純物を固相拡散させてエミッタ拡散層17を形
成する。
Therefore, a polysilicon emitter technique shown in FIG. 7 has been proposed. A part of a method for manufacturing a semiconductor device using this technique will be described below. First, FIG. 7 (1)
As shown in (1), the base diffusion layer 12 is formed on the surface side of the semiconductor substrate 11 by, for example, ion implantation and subsequent thermal diffusion. Next, as shown in FIG. 7B, an interlayer insulating film 13 is formed on the semiconductor substrate 11, and the interlayer insulating film 13 is formed.
Then, an emitter opening 14 reaching the base diffusion layer 12 is formed. Thereafter, as shown in FIG.
Natural oxide film 1 on the surface of semiconductor substrate 11 exposed at the bottom of substrate 4
A silicon film 16 is formed on the semiconductor substrate 11 so as to cover the semiconductor substrate 11 and the interlayer insulating film 13. Thereafter, as shown in FIG. 7D, the impurity is solid-phase diffused from the silicon film 16 to the surface layer of the base diffusion layer 12 to form the emitter diffusion layer 17.

【0005】上記方法によれば、イオン注入によってエ
ミッタ拡散層を形成する方法と比較して、エミッタ拡散
層に注入される不純物の活性化効率が高くなり、結果と
してキャリア濃度を高くすることができる。
According to the above method, the activation efficiency of the impurity implanted into the emitter diffusion layer is increased as compared with the method of forming the emitter diffusion layer by ion implantation, and as a result, the carrier concentration can be increased. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記半導体装
置の製造方法では、半導体基板上に自然酸化膜を残した
状態でシリコン膜を成膜していることから、以下のよう
な課題があった。すなわち、エミッタ拡散層を形成する
際においては、上記自然酸化膜がホールのバリアになる
ため、当該自然酸化膜にはキャリアの注入効率を高める
効果がある。その反面、この自然酸化膜は、部分的に酸
素とシリコンとの結合が弱い部分を有する非常に不安定
な層である。このため、エミッタ拡散層を形成する場合
の熱拡散の工程において、この自然酸化膜の一部分に破
損が生じる場合がある。特に、浅いエミッタ拡散層を形
成するには、高速熱処理によって半導体基板が1000
℃の高温に熱せられるため、上記破損が生じ易い。この
ような場合において、エミッタ−ベース間に逆バイアス
を印加すると、この破損部分にホットキャリアが注入さ
れてこれがトラップになり、ベース電流を部分的に増大
させる。このような問題は、キャリアの注入効率を高め
る目的で自然酸化膜上に酸化シリコン膜を積層させた場
合でも同様に生じる。
However, in the above-described method of manufacturing a semiconductor device, since a silicon film is formed on a semiconductor substrate while a natural oxide film is left, there are the following problems. . That is, when the emitter diffusion layer is formed, the natural oxide film serves as a barrier for holes, and the natural oxide film has an effect of increasing the carrier injection efficiency. On the other hand, the natural oxide film is a very unstable layer having a part where the bond between oxygen and silicon is weak. For this reason, in the thermal diffusion step when forming the emitter diffusion layer, a part of the natural oxide film may be damaged. In particular, in order to form a shallow emitter diffusion layer, the semiconductor substrate is 1000
Since the substrate is heated to a high temperature of ° C., the above-described damage is easily generated. In such a case, when a reverse bias is applied between the emitter and the base, hot carriers are injected into the damaged portion and serve as a trap, thereby partially increasing the base current. Such a problem similarly occurs when a silicon oxide film is stacked on a natural oxide film for the purpose of increasing the carrier injection efficiency.

【0007】以上のように、上記製造方法では、エミッ
タ拡散層におけるキャリアの注入効率が非常に不安定で
あり、これが上記のような高速バイポーラトランジスタ
を有する半導体装置の信頼性を低下させる要因になって
いる。
As described above, in the above-mentioned manufacturing method, the carrier injection efficiency in the emitter diffusion layer is very unstable, which causes a decrease in the reliability of the semiconductor device having the high-speed bipolar transistor as described above. ing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために成された。すなわち、本発明は、半導体基
板の表面側にバイポーラトランジスタを配置してなる半
導体装置の製造方法であり、以下のように行うことを特
徴としている。すなわち、ベース拡散層を有する半導体
基板上に成膜した層間絶縁膜に、当該ベース拡散層にま
で達するエミッタ開口を形成する。次に、このエミッタ
開口の底部のベース拡散層表面の自然酸化膜の除去と、
シリコン膜の成膜とを行う。その後、シリコン膜からエ
ミッタ開口の底部に露出するベース拡散層の表面層に不
純物を拡散させてエミッタ拡散層を形成する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. That is, the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor is arranged on the surface side of a semiconductor substrate, and is characterized in that it is performed as follows. That is, an emitter opening reaching the base diffusion layer is formed in the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate having the base diffusion layer. Next, removal of the natural oxide film on the base diffusion layer surface at the bottom of the emitter opening,
A silicon film is formed. Then, an impurity is diffused from the silicon film to a surface layer of the base diffusion layer exposed at the bottom of the emitter opening to form an emitter diffusion layer.

【0009】上記方法では、自然酸化膜を除去した後
に、シリコン膜からベース拡散層の表面層に不純物を拡
散させてエミッタ拡散層を形成することから、当該不純
物の拡散における加熱によって自然酸化膜の一部が破損
することはない。このため、ホットキャリアによるトラ
ップが発生することはなく安定したキャリア注入効率が
維持されると共に、当該拡散によって得られるエミッタ
拡散層中の不純物濃度は自然酸化膜による拡散障壁が無
い為、当該エミッタ拡散層中において安定化される。
In the above method, after the natural oxide film is removed, impurities are diffused from the silicon film to the surface layer of the base diffusion layer to form the emitter diffusion layer. Some are not damaged. Therefore, trapping due to hot carriers does not occur, stable carrier injection efficiency is maintained, and the impurity concentration in the emitter diffusion layer obtained by the diffusion has no diffusion barrier due to the natural oxide film. Stabilized in the layer.

【0010】そして、本発明の他の方法は、ベース拡散
層を有する半導体基板上の層間絶縁膜に上記エミッタ開
口を形成した後、当該エミッタ開口の底部の半導体基板
上に窒化シリコン系の絶縁性薄膜を成膜する。その後、
上記第1の方法と同様にしてシリコン膜の成膜及びエミ
ッタ拡散層の形成とを行う。
In another method of the present invention, after the emitter opening is formed in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate having a base diffusion layer, a silicon nitride based insulating film is formed on the semiconductor substrate at the bottom of the emitter opening. A thin film is formed. afterwards,
The formation of the silicon film and the formation of the emitter diffusion layer are performed in the same manner as in the first method.

【0011】上記方法では、エミッタ開口の底部におい
てシリコン膜とベース拡散層との間に窒化シリコン系の
絶縁性薄膜が設けらた状態で、エミッタ拡散層が形成さ
れる。上記絶縁性薄膜は、酸化シリコンよりも結合力が
強いものである。このことから、当該エミッタ拡散層を
形成する際には、不純物の拡散における加熱によって絶
縁性薄膜が破損することはない。このため、この絶縁性
薄膜がホールのバリアになり、エミッタ拡散層中におけ
るキャリアの注入効率が確保されると共にホットキャリ
ア注入によるトラップ発生が抑制される。
In the above method, the emitter diffusion layer is formed with the silicon nitride-based insulating thin film provided between the silicon film and the base diffusion layer at the bottom of the emitter opening. The insulating thin film has a stronger bonding force than silicon oxide. For this reason, when forming the emitter diffusion layer, the insulating thin film is not damaged by heating in the diffusion of the impurity. For this reason, the insulating thin film serves as a barrier for holes, so that the efficiency of carrier injection in the emitter diffusion layer is ensured and trap generation due to hot carrier injection is suppressed.

【0012】また、上記各方法において、自然酸化膜の
除去や絶縁性薄膜の成膜を行った後にベース拡散層を形
成し、その後ベース拡散層の表面層にエミッタ拡散層を
形成するようにしても良い。
In each of the above methods, a base diffusion layer is formed after removing a natural oxide film or forming an insulating thin film, and then an emitter diffusion layer is formed on a surface layer of the base diffusion layer. Is also good.

【0013】上記のようにした場合には、ベース拡散層
の形成工程が自然酸化膜の除去や絶縁性薄膜の成膜を行
う工程の後になる。このことから、自然酸化膜の除去や
絶縁性薄膜の成膜の際に半導体基板に熱処理が施された
としても、この熱によってベース拡散層の不純物プロフ
ァイルが変化することはない。このため、上記各方法と
同様にエミッタ拡散層におけるキャリアの濃度が安定化
されると共に、ベース拡散層及びエミッタ拡散層の不純
物プロファイルが所定の状態に確保される。
In the case described above, the step of forming the base diffusion layer is performed after the step of removing the natural oxide film and forming the insulating thin film. For this reason, even if a heat treatment is performed on the semiconductor substrate during the removal of the natural oxide film or the formation of the insulating thin film, the heat does not change the impurity profile of the base diffusion layer. Therefore, the carrier concentration in the emitter diffusion layer is stabilized, and the impurity profiles of the base diffusion layer and the emitter diffusion layer are maintained in a predetermined state as in the above-described methods.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明をバイポーラトラン
ジスタの製造に適用した場合の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。尚、図7を用いて説明した従来技術と同
様の構成要素には同じ符号を付すこととする。また、こ
こでは、バイポーラトランジスタの製造工程において、
ベースス拡散層とエミッタ拡散層とを形成する工程を説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a bipolar transistor will be described below with reference to the drawings. Note that the same components as those of the related art described with reference to FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. Here, in the manufacturing process of the bipolar transistor,
The step of forming the base diffusion layer and the emitter diffusion layer will be described.

【0015】(第1実施形態)図1は、第1実施形態の
半導体装置の製造方法を示す図である。先ず、図1
(1)に示すように、半導体基板11の表面側にベース
拡散層12を形成する。上記半導体基板11は例えばシ
リコンからなる。また、ベース拡散層12は、イオン注
入とこれに続けて行う熱拡散とによって形成するか、ま
たはエピタキシャル成長技術によって形成しても良い。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment. First, FIG.
As shown in (1), a base diffusion layer 12 is formed on the front side of a semiconductor substrate 11. The semiconductor substrate 11 is made of, for example, silicon. Further, base diffusion layer 12 may be formed by ion implantation and thermal diffusion performed subsequently thereto, or may be formed by an epitaxial growth technique.

【0016】次に、図1(2)に示すように、半導体基
板11上に層間絶縁膜13を成膜し、この層間絶縁膜1
3にベース拡散層12にまで達するエミッタ開口14を
形成する。上記層間絶縁膜13は、例えば酸化シリコン
からなり、CVD法によって成膜する。また、エミッタ
開口14は、ここでは図示しないレジストパターンをマ
スクに用いて層間絶縁膜13をエッチングすることによ
って形成する。このようにして形成したエミッタ開口1
4の底部に露出する半導体基板11(ベース拡散層1
2)の表面層には、自然酸化膜15が生成される。
Next, as shown in FIG. 1B, an interlayer insulating film 13 is formed on the semiconductor substrate 11 and the interlayer insulating film 1 is formed.
3, an emitter opening 14 reaching the base diffusion layer 12 is formed. The interlayer insulating film 13 is made of, for example, silicon oxide, and is formed by a CVD method. The emitter opening 14 is formed by etching the interlayer insulating film 13 using a resist pattern (not shown) as a mask. The emitter opening 1 thus formed
The semiconductor substrate 11 (base diffusion layer 1) exposed at the bottom of
A natural oxide film 15 is generated on the surface layer of 2).

【0017】その後、図1(3)に示すように、エミッ
タ開口14の底部に露出する半導体基板11の表面層の
自然酸化膜15を除去する。ここでは、水素ガス
(H2 )中において900℃の熱処理を行うことによっ
て自然酸化膜15を還元除去するか、またはアルゴン
(Ar)スパッタによって上記自然酸化膜15を除去す
る。
After that, as shown in FIG. 1C, the natural oxide film 15 on the surface layer of the semiconductor substrate 11 exposed at the bottom of the emitter opening 14 is removed. Here, the natural oxide film 15 is reduced and removed by performing a heat treatment at 900 ° C. in hydrogen gas (H 2 ), or the natural oxide film 15 is removed by argon (Ar) sputtering.

【0018】特に、アルゴンスパッタによって自然酸化
膜15を除去する場合には、半導体基板11を400℃
程度の低温に加熱する。これによって、低エネルギーで
自然酸化膜15が除去され、半導体基板11の表面のダ
メージが抑えられる。また、他の除去方法と比較して、
半導体基板11の加熱温度が低いため、ベース拡散層1
2の不純物プロフファイルを変化させることなく自然酸
化膜15が除去される。
In particular, when the natural oxide film 15 is removed by argon sputtering, the semiconductor substrate 11 is kept at 400 ° C.
Heat to a low temperature. Thus, the natural oxide film 15 is removed with low energy, and damage to the surface of the semiconductor substrate 11 is suppressed. Also, compared to other removal methods,
Since the heating temperature of the semiconductor substrate 11 is low, the base diffusion layer 1
The natural oxide film 15 is removed without changing the impurity profile of No. 2.

【0019】次いで、図1(4)に示すように、層間絶
縁膜13を覆う状態で半導体基板11上に、エミッタ形
成用の不純物を含有するポリシリコンまたはアモルファ
スシリコンからなるシリコン膜16を成膜する。このシ
リコン膜16は、CVD法によって不純物を含有しない
膜を成膜した後イオン注入によって不純物を導入したも
のか、またはCVD法によって予め不純物を含有する状
態で成膜されたもの(ドープトシリコン)であるととす
る。
Next, as shown in FIG. 1D, a silicon film 16 made of polysilicon or amorphous silicon containing impurities for forming an emitter is formed on the semiconductor substrate 11 so as to cover the interlayer insulating film 13. I do. The silicon film 16 is formed by depositing a film containing no impurities by a CVD method and then introducing impurities by ion implantation, or by depositing a film containing impurities in advance by a CVD method (doped silicon). Suppose that

【0020】その後、図1(5)に示すように、例えば
900℃,20分程度の熱処理によって、シリコン膜1
6中からベース拡散層12の表面層に上記不純物を固相
拡散させてエミッタ拡散層17を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (5), the silicon film 1 is subjected to a heat treatment at, for example, 900 ° C. for about 20 minutes.
6, the above-described impurities are solid-phase diffused into the surface layer of the base diffusion layer 12 to form the emitter diffusion layer 17.

【0021】以上のようにしてベース拡散層12中への
固相拡散によってエミッタ拡散層17を形成する方法で
は、自然酸化膜15を除去した後にエミッタ拡散層17
が形成されることから、不純物の拡散における加熱によ
って自然酸化膜15の一部が破損してトラップが発生す
ることはない。このため、当該拡散によって得られるエ
ミッタ拡散層17中におけるキャリア濃度は、エミッタ
拡散層17中において安定化される。また、上記シリコ
ン膜16をドープトポリシリコンとして成膜した場合に
は、シリコン膜16中の不純物の活性化率が高いことか
ら、ここで形成されるエミッタ拡散層17中に注入され
る不純物の活性化率の高く、この結果としてキャリアの
注入効率を増大させることができる。
In the method of forming the emitter diffusion layer 17 by solid-phase diffusion into the base diffusion layer 12 as described above, the emitter diffusion layer 17 is removed after the natural oxide film 15 is removed.
Is formed, a portion of the natural oxide film 15 is not damaged by heating in the diffusion of impurities, and no trap is generated. Therefore, the carrier concentration in the emitter diffusion layer 17 obtained by the diffusion is stabilized in the emitter diffusion layer 17. When the silicon film 16 is formed as doped polysilicon, the activation rate of the impurity in the silicon film 16 is high, so that the impurity implanted into the emitter diffusion layer 17 formed here is The activation rate is high, and as a result, the carrier injection efficiency can be increased.

【0022】(第2実施形態)図2は、第2実施形態の
半導体装置の製造方法を示す図であり、以下のこの図を
用いて第2実施形態を説明する。先ず、図2(1)及び
図2(2)に示すように、上記第1実施形態で図1
(1)及び図1(2)を用いて説明したと同様にして、
半導体基板11の表面側にベース拡散層12を形成し、
半導体基板11上に成膜した層間絶縁膜13エミッタ開
口14を形成する。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment. The second embodiment will be described with reference to the following drawings. First, as shown in FIG. 2 (1) and FIG. 2 (2), FIG.
As described with reference to (1) and FIG. 1 (2),
Forming a base diffusion layer 12 on the front side of the semiconductor substrate 11;
The emitter opening 14 is formed on the interlayer insulating film 13 formed on the semiconductor substrate 11.

【0023】次に、図2(3)に示すように、半導体基
板11の表面層に自然酸化膜15を残したまま、半導体
基板11上にシリコン膜16を成膜する。ここで成膜す
るシリコン膜16は、不純物が含有されていないポリシ
リコンであることとする。
Next, as shown in FIG. 2C, a silicon film 16 is formed on the semiconductor substrate 11 with the natural oxide film 15 remaining on the surface layer of the semiconductor substrate 11. It is assumed that the silicon film 16 formed here is polysilicon containing no impurities.

【0024】その後、図2(4)に示すように、100
0℃程度の温度で熱処理を行うことによって、自然酸化
膜15を構成する酸素をシリコン膜16中に吸収させて
この自然酸化膜15を除去する。
Thereafter, as shown in FIG.
By performing a heat treatment at a temperature of about 0 ° C., oxygen constituting the native oxide film 15 is absorbed in the silicon film 16 and the native oxide film 15 is removed.

【0025】次に、図2(5)に示すように、イオン注
入によって、シリコン膜16中に不純物を導入した後、
例えば900℃,20分程度の熱処理を行うことによっ
てシリコン膜16らベース拡散層12の表面層に不純物
を固相拡散させてエミッタ拡散層17を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (5), after impurities are introduced into the silicon film 16 by ion implantation,
For example, by performing heat treatment at 900 ° C. for about 20 minutes, impurities are solid-phase diffused from the silicon film 16 to the surface layer of the base diffusion layer 12 to form the emitter diffusion layer 17.

【0026】以上のようにしてベース拡散層12中への
固相拡散によってエミッタ拡散層17を形成する方法に
よっても、上記第1実施形態の方法と同様に自然酸化膜
15を除去した後にエミッタ拡散層17が形成されるこ
とから、エミッタ拡散層17中におけるキャリア濃度を
安定化することができる。
As described above, the method of forming the emitter diffusion layer 17 by solid-phase diffusion into the base diffusion layer 12 also removes the native oxide film 15 and removes the emitter diffusion layer similarly to the method of the first embodiment. Since the layer 17 is formed, the carrier concentration in the emitter diffusion layer 17 can be stabilized.

【0027】(第3実施形態)図3は、第3実施形態の
半導体装置の製造方法を示す図であり、以下のこの図を
用いて第3実施形態を説明する。先ず、図3(1)及び
図3(2)に示すように、上記第1実施形態で図1
(1)及び図1(2)を用いて説明したと同様にして、
半導体基板11の表面側にベース拡散層12を形成し、
この半導体基板11上に成膜した層間絶縁膜13にベー
ス拡散層12に達するエミッタ開口14を形成する。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment. The third embodiment will be described with reference to the following drawings. First, as shown in FIGS. 3 (1) and 3 (2), FIG.
As described with reference to (1) and FIG. 1 (2),
Forming a base diffusion layer 12 on the front side of the semiconductor substrate 11;
An emitter opening reaching the base diffusion layer is formed in an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate.

【0028】その後、図3(3)に示すように、エミッ
タ開口14の底部に露出する半導体基板11上に窒化シ
リコン系の絶縁性薄膜30を成膜する。この絶縁性薄膜
30は、二窒化酸素(N2 O)雰囲気中で900℃の熱
処理を行うことによって成膜したり、または熱酸化法に
よって成膜した酸化シリコン膜を1000℃の温度で窒
化処理を行って成膜しても良い。酸化シリコン膜を窒化
処理して上記窒化シリコン系の絶縁性薄膜30を成膜し
た場合には、必要に応じて再酸化処理を施して界面準位
を減少させることとする。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, a silicon nitride-based insulating thin film 30 is formed on the semiconductor substrate 11 exposed at the bottom of the emitter opening 14. This insulating thin film 30 is formed by performing a heat treatment at 900 ° C. in an oxygen dinitride (N 2 O) atmosphere, or nitriding a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method at a temperature of 1000 ° C. May be performed to form a film. In the case where the silicon oxide film is nitrided to form the silicon nitride-based insulating thin film 30, reoxidation is performed as necessary to reduce the interface state.

【0029】また、上記絶縁性薄膜30の成膜は、以下
のようにして行っても良い。すなわち750℃程度の温
度で半導体基板11の露出面に窒化シリコン膜を生成し
た後、オゾン(O3 )中で酸化処理することによって4
00℃程度の低温で窒化シリコン膜を酸化させ、窒化酸
化シリコンからなる絶縁性薄膜30を成膜する。このよ
うな低温で絶縁性薄膜30を成膜することで、当該絶縁
性薄膜30の成膜工程中においてベース拡散層12の濃
度プロファイルが変化することを防止する。
The insulating thin film 30 may be formed as follows. That is, a silicon nitride film is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate 11 at a temperature of about 750 ° C., and then oxidized in ozone (O 3 ).
The silicon nitride film is oxidized at a low temperature of about 00 ° C. to form an insulating thin film 30 made of silicon nitride oxide. By forming the insulating thin film 30 at such a low temperature, a change in the concentration profile of the base diffusion layer 12 during the film forming process of the insulating thin film 30 is prevented.

【0030】尚、絶縁性薄膜30が形成される半導体基
板11の露出表面は、自然酸化膜15で覆われた状態に
なっている。このため、上記絶縁性薄膜30は、自然酸
化膜15上に積層される。ただし、後に形成するエミッ
タ拡散層におけるキャリアの注入効率をさらに安定化さ
せる目的で、自然酸化膜15を除去した後、この絶縁性
薄膜30を成膜しても良い。この場合、上記第1実施形
態で図1(3)を用いて説明したと同様にして、この自
然酸化膜15を除去する。
The exposed surface of the semiconductor substrate 11 on which the insulating thin film 30 is formed is covered with the native oxide film 15. Therefore, the insulating thin film 30 is laminated on the natural oxide film 15. However, in order to further stabilize the carrier injection efficiency in the emitter diffusion layer to be formed later, the insulating thin film 30 may be formed after removing the natural oxide film 15. In this case, the natural oxide film 15 is removed in the same manner as described in the first embodiment with reference to FIG.

【0031】次に、図3(4)及び図3(5)に示すよ
うに、上記第1実施形態で図1(4)及び図1(5)を
用いて説明したと同様にして、半導体基板11上に層間
絶縁膜13を覆う状態で成膜したシリコン膜16から、
ベース拡散層12の表面層に不純物を拡散させてエミッ
タ拡散層17を形成する。
Next, as shown in FIGS. 3 (4) and 3 (5), in the same manner as described with reference to FIGS. 1 (4) and 1 (5) in the first embodiment, From the silicon film 16 formed on the substrate 11 so as to cover the interlayer insulating film 13,
Impurities are diffused into the surface layer of the base diffusion layer 12 to form the emitter diffusion layer 17.

【0032】以上のようにしてベース拡散層12中への
固相拡散によってエミッタ拡散層17を形成する方法で
は、エミッタ開口14の底部においてシリコン膜16と
ベース拡散層12との間に窒化シリコン系の絶縁性薄膜
30が設けらた状態で、エミッタ拡散層17が形成され
る。上記絶縁性薄膜30は、酸化シリコンよりも結合力
が強いものである。このことから、エミッタ拡散層17
を形成する際には、不純物の拡散における加熱によって
絶縁性薄膜30が破損することはない。このため、エミ
ッタ拡散層中におけるキャリアの注入効率が安定化され
ると共に、この絶縁性薄膜30がホールのバリアになり
上記キャリアの注入効率が確保されると共にホットキャ
リア注入によるトラップ発生が抑制される。
In the method of forming the emitter diffusion layer 17 by solid-phase diffusion into the base diffusion layer 12 as described above, a silicon nitride-based material is formed between the silicon film 16 and the base diffusion layer 12 at the bottom of the emitter opening 14. The emitter diffusion layer 17 is formed in a state where the insulating thin film 30 is provided. The insulating thin film 30 has a stronger bonding force than silicon oxide. From this, the emitter diffusion layer 17
Is formed, the insulating thin film 30 is not damaged by heating in the diffusion of impurities. For this reason, the carrier injection efficiency in the emitter diffusion layer is stabilized, and the insulating thin film 30 serves as a hole barrier, ensuring the carrier injection efficiency and suppressing trapping due to hot carrier injection. .

【0033】(第4実施形態)図4は、第4実施形態の
半導体装置の製造方法を示す図である。この図で示す第
4実施形態の製造方法は、上記図1を用いて説明した第
1実施形態においてベース拡散層の形成工程を行う順番
を入れ換えた方法であり、その他の各工程は上記第1実
施形態に準じて行われる。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment. The manufacturing method of the fourth embodiment shown in this figure is a method in which the order of performing the step of forming the base diffusion layer in the first embodiment described with reference to FIG. 1 is changed, and the other steps are the same as those of the first embodiment. This is performed according to the embodiment.

【0034】すなわち、先ず、図4(1)に示すよう
に、半導体基板11上に層間絶縁膜13を成膜し、この
層間絶縁膜13にエミッタ開口14を形成する。次に、
図4(2)に示すように半導体基板11の露出表面の自
然酸化膜15を除去する。次いで、図4(3)に示すよ
うに半導体基板11上に層間絶縁膜13を覆う状態でシ
リコン膜16を成膜する。
That is, first, as shown in FIG. 4A, an interlayer insulating film 13 is formed on a semiconductor substrate 11, and an emitter opening 14 is formed in the interlayer insulating film 13. next,
As shown in FIG. 4B, the natural oxide film 15 on the exposed surface of the semiconductor substrate 11 is removed. Next, as shown in FIG. 4C, a silicon film 16 is formed on the semiconductor substrate 11 so as to cover the interlayer insulating film 13.

【0035】しかる後、図4(4)に示すように、半導
体基板11の表面層にベース拡散層12を形成する。こ
こでは、シリコン膜16の上方からのイオン注入とこれ
に続けて熱処理とを行うことによって、ベース拡散層1
2を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, a base diffusion layer 12 is formed on the surface layer of the semiconductor substrate 11. Here, the base diffusion layer 1 is formed by performing ion implantation from above the silicon film 16 and subsequently performing heat treatment.
Form 2

【0036】次に、図4(5)に示すようにシリコン膜
16中からの不純物拡散によってベース拡散層12の表
面層にエミッタ拡散層17を形成する。この場合、シリ
コン膜16中の不純物は、ベース拡散層12を形成した
後にイオン注入によって導入する事で、ベース拡散層1
2形成時の熱拡散において、エミッタ不純物が同時に拡
散することを防止する事が可能となる。なお(条件の最
適化により)エミッタ不純物拡散とベース拡散層形成を
同時に一度の熱処理で行う事も可能である。この場合に
はシリコン膜形成時に同時に不純物を導入する事が可能
である。これはシリコン膜形成が600℃程度の低温で
行える為、ベース不純物プロファイルへの影響がほぼ無
視できるレベルである事による。
Next, as shown in FIG. 4 (5), an emitter diffusion layer 17 is formed on the surface layer of the base diffusion layer 12 by impurity diffusion from the silicon film 16. In this case, the impurities in the silicon film 16 are introduced by ion implantation after the base diffusion layer 12 is formed, so that the base diffusion layer 1 is formed.
In the thermal diffusion at the time of forming 2, it is possible to prevent the emitter impurities from being simultaneously diffused. The diffusion of the emitter impurity and the formation of the base diffusion layer can be performed simultaneously by a single heat treatment (by optimizing the conditions). In this case, it is possible to introduce impurities simultaneously with the formation of the silicon film. This is because the formation of the silicon film can be performed at a low temperature of about 600 ° C., so that the influence on the base impurity profile is almost negligible.

【0037】また、上記ベース拡散層12の形成は、図
4(2)に示すように自然酸化膜15を成膜した後で、
かつ図4(3)に示すようにシリコン膜16を成膜する
前に行っても良い。この場合、図4(3)で成膜するシ
リコン膜16は、予め不純物を含むものでも良い。
The base diffusion layer 12 is formed by forming a native oxide film 15 as shown in FIG.
In addition, as shown in FIG. 4C, it may be performed before the silicon film 16 is formed. In this case, the silicon film 16 formed in FIG. 4C may contain impurities in advance.

【0038】以上のようにしてベース拡散層12中への
固相拡散によってエミッタ拡散層17を形成する方法で
は、ベース拡散層12の形成工程が自然酸化膜15の除
去工程の後になる。このことから、自然酸化膜15除去
の際に半導体基板11に熱処理が施されたとしても、こ
の熱によってベース拡散層12の不純物プロファイルが
変化することはない。このため、上記第1〜第3実施形
態の方法と同様にエミッタ拡散層17におけるキャリア
の濃度が安定化されると共に、ベース拡散層12及びエ
ミッタ拡散層17の不純物プロファイルが所定の状態に
確保される。
In the method of forming emitter diffusion layer 17 by solid-phase diffusion into base diffusion layer 12 as described above, the step of forming base diffusion layer 12 is performed after the step of removing native oxide film 15. Therefore, even if the semiconductor substrate 11 is subjected to a heat treatment when the natural oxide film 15 is removed, the heat does not change the impurity profile of the base diffusion layer 12. Therefore, similarly to the methods of the first to third embodiments, the carrier concentration in the emitter diffusion layer 17 is stabilized, and the impurity profiles of the base diffusion layer 12 and the emitter diffusion layer 17 are secured in a predetermined state. You.

【0039】(第5実施形態)図5は、第5実施形態の
半導体装置の製造方法を示す図である。この図で示す第
5実施形態の製造方法は、上記図2を用いて説明した第
2実施形態においてベース拡散層の形成工程を行う順番
を入れ換えた方法であり、その他の各工程は上記第2実
施形態に準じて行われる。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment. The manufacturing method of the fifth embodiment shown in this figure is a method in which the order of performing the step of forming the base diffusion layer in the second embodiment described with reference to FIG. 2 is changed, and the other steps are the same as those of the second embodiment. This is performed according to the embodiment.

【0040】すなわち、先ず、図5(1)に示すよう
に、半導体基板11上に層間絶縁膜13を成膜し、この
層間絶縁膜13にエミッタ開口14を形成する。次に、
図5(2)に示すように、半導体基板11上に層間絶縁
膜13及び自然酸化膜15を覆う状態でシリコン膜16
を成膜する。その後、図5(3)に示すように、熱処理
によって半導体基板11の露出表面の自然酸化膜15を
除去する。
First, as shown in FIG. 5A, an interlayer insulating film 13 is formed on a semiconductor substrate 11, and an emitter opening 14 is formed in the interlayer insulating film 13. next,
As shown in FIG. 5B, a silicon film 16 is formed on the semiconductor substrate 11 so as to cover the interlayer insulating film 13 and the native oxide film 15.
Is formed. Thereafter, as shown in FIG. 5C, the natural oxide film 15 on the exposed surface of the semiconductor substrate 11 is removed by heat treatment.

【0041】しかる後、図5(4)に示すように、半導
体基板11の表面層にベース拡散層12を形成する。こ
こでは、シリコン膜16の上方からのイオン注入とこれ
に続けて熱処理とを行うことによって、ベース拡散層1
2を形成する。
After that, as shown in FIG. 5D, a base diffusion layer 12 is formed on the surface layer of the semiconductor substrate 11. Here, the base diffusion layer 1 is formed by performing ion implantation from above the silicon film 16 and subsequently performing heat treatment.
Form 2

【0042】次いで、図5(5)に示すようにシリコン
膜16中からの不純物拡散によってベース拡散層12の
表面層にエミッタ拡散層17を形成する。すなわち、イ
オン注入によってシリコン膜16中に不純物を導入した
後、熱処理を行うことによってシリコン膜16中の不純
物をベース拡散層12の表面層に拡散させてエミッタ拡
散層17を形成する。
Next, as shown in FIG. 5E, an emitter diffusion layer 17 is formed on the surface layer of the base diffusion layer 12 by diffusing impurities from the silicon film 16. That is, after introducing impurities into the silicon film 16 by ion implantation, the impurities in the silicon film 16 are diffused into the surface layer of the base diffusion layer 12 by performing a heat treatment to form the emitter diffusion layer 17.

【0043】以上のようにしてベース拡散層12中への
固相拡散によってエミッタ拡散層17を形成する方法で
は、上記第4実施形態と同様にエミッタ拡散層17にお
けるキャリアの濃度が安定化され、かつベース拡散層1
2及びエミッタ拡散層17の不純物プロファイルが所定
の状態に確保される。
In the method of forming the emitter diffusion layer 17 by solid-phase diffusion into the base diffusion layer 12 as described above, the carrier concentration in the emitter diffusion layer 17 is stabilized as in the fourth embodiment. And base diffusion layer 1
2 and the impurity profile of the emitter diffusion layer 17 are maintained in a predetermined state.

【0044】(第6実施形態)図6は、第6実施形態の
半導体装置の製造方法を示す図である。この図で示す第
6実施形態の製造方法は、上記図3を用いて説明した第
3実施形態においてベース拡散層の形成工程を行う順番
を入れ換えた方法であり、その他の各工程は上記第3実
施形態に準じて行われる。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment. The manufacturing method of the sixth embodiment shown in this figure is a method in which the order of performing the step of forming the base diffusion layer in the third embodiment described with reference to FIG. 3 is changed, and the other steps are the same as those of the third embodiment. This is performed according to the embodiment.

【0045】すなわち、先ず、図6(1)に示すよう
に、半導体基板11上に層間絶縁膜13を成膜し、この
層間絶縁膜13にエミッタ開口14を形成する。次に、
図6(2)に示すように半導体基板11の露出表面の自
然酸化膜15上に重ねる状態で、または当該自然酸化膜
15を除去した状態で窒化シリコン系の絶縁性薄膜30
を成膜する。
That is, first, as shown in FIG. 6A, an interlayer insulating film 13 is formed on a semiconductor substrate 11, and an emitter opening 14 is formed in the interlayer insulating film 13. next,
As shown in FIG. 6 (2), the silicon nitride-based insulating thin film 30 is overlaid on the natural oxide film 15 on the exposed surface of the semiconductor substrate 11 or with the natural oxide film 15 removed.
Is formed.

【0046】しかる後、図6(3)に示すように、半導
体基板11の表面層にベース拡散層12を形成する。こ
こでは、シリコン膜16の上方からのイオン注入とこれ
に続く熱処理とを行うことによって、ベース拡散層12
を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 6C, a base diffusion layer 12 is formed on the surface layer of the semiconductor substrate 11. Here, the base diffusion layer 12 is formed by performing ion implantation from above the silicon film 16 and performing a subsequent heat treatment.
To form

【0047】次いで、図6(4)に示すように半導体基
板11上に層間絶縁膜13を覆う状態でシリコン膜16
を成膜する。その後、図6(5)に示すようにシリコン
膜16中からの不純物拡散によってベース拡散層12の
表面層にエミッタ拡散層17を形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, a silicon film 16 is formed on the semiconductor substrate 11 so as to cover the interlayer insulating film 13.
Is formed. Thereafter, as shown in FIG. 6E, an emitter diffusion layer 17 is formed on the surface layer of the base diffusion layer 12 by impurity diffusion from the silicon film 16.

【0048】また、上記ベース拡散層12の形成は、図
6(4)に示すようにシリコン膜16を成膜した後で、
かつ図6(5)に示すようにエミッタ拡散層17を形成
する前に行っても良い。
The base diffusion layer 12 is formed by forming a silicon film 16 as shown in FIG.
In addition, as shown in FIG. 6 (5), it may be performed before the emitter diffusion layer 17 is formed.

【0049】以上のようにしてベース拡散層12中への
固相拡散によってエミッタ拡散層17を形成する方法で
は、上記第4及び第5実施形態と同様に、エミッタ拡散
層17におけるキャリアの濃度が安定化され、かつベー
ス拡散層12及びエミッタ拡散層17の不純物プロファ
イルが所定の状態に確保される。また、上記第3実施形
態と同様にエミッタ拡散層17におけるキャリアの注入
効率が高められる。従って、ホットキャリア注入による
トラップ発生を抑制しつつ、高効率かつ安定したキャリ
ア注入効率の実現が可能となる。
In the method of forming the emitter diffusion layer 17 by solid-phase diffusion into the base diffusion layer 12 as described above, the carrier concentration in the emitter diffusion layer 17 is reduced as in the fourth and fifth embodiments. It is stabilized and the impurity profiles of the base diffusion layer 12 and the emitter diffusion layer 17 are maintained in a predetermined state. Further, similarly to the third embodiment, the efficiency of carrier injection into the emitter diffusion layer 17 is improved. Therefore, high efficiency and stable carrier injection efficiency can be realized while suppressing trap generation due to hot carrier injection.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法によれば、ベース拡散層表面の自然酸化膜を
除去した後にシリコン膜からベース拡散層の表面層に不
純物を拡散させてエミッタ拡散層を形成することで、自
然酸化膜の破損によるトラップの発生を防止し、エミッ
タ拡散層中におけるキャリア濃度を安定化させることが
可能になる。このため、高速バイポーラトランジスタを
有する半導体装置の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the impurity is diffused from the silicon film to the surface layer of the base diffusion layer after the natural oxide film on the surface of the base diffusion layer is removed. By forming the diffusion layer, it is possible to prevent generation of traps due to damage of the natural oxide film and to stabilize the carrier concentration in the emitter diffusion layer. Therefore, the reliability of the semiconductor device having the high-speed bipolar transistor can be improved.

【0051】また、エミッタ開口の底部においてシリコ
ン膜とベース拡散層との間に窒化シリコン系の絶縁性薄
膜が設けらた状態でエミッタ拡散層を形成することで、
安定した結合状態の絶縁性薄膜をホールのバリアにする
ことが可能になる。このため、エミッタ拡散層中におけ
るキャリアの注入効率を安定した状態で高めることが可
能になり、高速バイポーラトランジスタを有する半導体
装置の信頼性を向上させることができる。
Further, by forming the emitter diffusion layer in a state where a silicon nitride-based insulating thin film is provided between the silicon film and the base diffusion layer at the bottom of the emitter opening,
The insulating thin film in a stable bonded state can be used as a hole barrier. For this reason, it is possible to increase the carrier injection efficiency in the emitter diffusion layer in a stable state, and it is possible to improve the reliability of the semiconductor device having the high-speed bipolar transistor.

【0052】さらに、上記各方法において、自然酸化膜
の除去や絶縁性薄膜の成膜を行った後に形成したベース
拡散層の表面層にエミッタ拡散層を形成することで、自
然酸化膜の除去や絶縁性薄膜の成膜の際の熱処理でベー
ス拡散層の不純物プロファイルが変化することを防止で
きる。このため、上記各方法における効果に加えてベー
ス拡散層及びエミッタ拡散層の不純物プロファイルを所
定の状態に確保することが可能になる。
Further, in each of the above methods, the removal of the natural oxide film and the formation of the insulating thin film are performed to form an emitter diffusion layer on the surface layer of the base diffusion layer formed. It is possible to prevent a change in the impurity profile of the base diffusion layer due to the heat treatment during the formation of the insulating thin film. For this reason, in addition to the effects of the above-described methods, it becomes possible to secure the impurity profiles of the base diffusion layer and the emitter diffusion layer in a predetermined state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態を示す断面工程図である。FIG. 1 is a sectional process view showing a first embodiment.

【図2】第2実施形態を示す断面工程図である。FIG. 2 is a sectional process view showing a second embodiment.

【図3】第3実施形態を示す断面工程図である。FIG. 3 is a sectional process view showing a third embodiment.

【図4】第4実施形態を示す断面工程図である。FIG. 4 is a sectional process view showing a fourth embodiment.

【図5】第5実施形態を示す断面工程図である。FIG. 5 is a sectional process view showing a fifth embodiment.

【図6】第6実施形態を示す断面工程図である。FIG. 6 is a sectional process view showing a sixth embodiment.

【図7】従来例を示す断面工程図である。FIG. 7 is a sectional process view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体基板 12 ベース拡散層 13 層
間絶縁膜 14 エミッタ開口 15 自然酸化膜 16 シ
リコン膜 17 エミッタ拡散層 30 絶縁性薄膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor substrate 12 Base diffusion layer 13 Interlayer insulating film 14 Emitter opening 15 Natural oxide film 16 Silicon film 17 Emitter diffusion layer 30 Insulating thin film

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面側にバイポーラトラン
ジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 半導体基板の表面側にベース拡散層を形成する工程と、 前記半導体基板上に層間絶縁膜を成膜し、当該層間絶縁
膜に前記ベース拡散層にまで達するエミッタ開口を形成
する工程と、 前記エミッタ開口の底部に露出する半導体基板の表面層
に生成された自然酸化膜を除去する工程と、 前記自然酸化膜が除去された前記半導体基板の表面を覆
う状態で前記半導体基板上にシリコン膜を成膜する工程
と、 前記シリコン膜から前記ベース拡散層の表面層に不純物
を拡散させてエミッタ拡散層を形成する工程とを行うこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a bipolar transistor on a front surface of a semiconductor substrate; forming a base diffusion layer on the front surface of the semiconductor substrate; and forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate. Forming an emitter opening reaching the base diffusion layer in the interlayer insulating film; and removing a natural oxide film generated in a surface layer of the semiconductor substrate exposed at a bottom of the emitter opening; Forming a silicon film on the semiconductor substrate in a state of covering the surface of the semiconductor substrate from which the natural oxide film has been removed, and diffusing impurities from the silicon film to a surface layer of the base diffusion layer to form an emitter diffusion layer Forming a semiconductor device.
【請求項2】 半導体基板の表面側にバイポーラトラン
ジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 半導体基板の表面側にベース拡散層を形成する工程と、 前記半導体基板上に層間絶縁膜を成膜して当該層間絶縁
膜にベース拡散層にまで達するエミッタ開口を形成する
工程と、 前記エミッタ開口の底部に露出する前記半導体基板の表
面を覆う状態で前記半導体基板上にシリコン膜を成膜す
る工程と、 熱処理によって、前記エミッタ開口の底部における前記
半導体基板の表面層に生成された自然酸化膜を構成する
酸素を前記シリコン膜中に吸収させて当該自然酸化膜を
除去する工程と、 前記シリコン膜中に不純物を導入し、当該シリコン酸化
膜中から前記ベース拡散層の表面層に不純物を拡散させ
てエミッタ拡散層を形成する工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor is formed on a surface of a semiconductor substrate, comprising: forming a base diffusion layer on the surface of the semiconductor substrate; and forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate. Forming an emitter opening reaching the base diffusion layer in the interlayer insulating film; and forming a silicon film on the semiconductor substrate so as to cover a surface of the semiconductor substrate exposed at a bottom of the emitter opening. Removing the natural oxide film by absorbing oxygen constituting the natural oxide film generated in the surface layer of the semiconductor substrate at the bottom of the emitter opening by the heat treatment into the silicon film; Introducing an impurity into the film, and diffusing the impurity from the silicon oxide film into the surface layer of the base diffusion layer to form an emitter diffusion layer; A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 半導体基板の表面側にバイポーラトラン
ジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 半導体基板の表面側にベース拡散層を形成する工程と、 前記半導体基板上に層間絶縁膜を成膜し、当該層間絶縁
膜にベース拡散層にまで達するエミッタ開口を形成する
工程と、 前記エミッタ開口の底部に露出する半導体基板上に窒化
シリコン系の絶縁性薄膜を成膜する工程と、 前記絶縁性薄膜上にシリコン膜を成膜する工程と、 前記シリコン膜から前記絶縁線薄膜を通して前記ベース
拡散層の表面層に不純物を拡散させてエミッタ拡散層を
形成する工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a bipolar transistor is formed on a surface side of a semiconductor substrate, comprising: forming a base diffusion layer on the surface side of the semiconductor substrate; and forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate. Forming an emitter opening reaching the base diffusion layer in the interlayer insulating film; forming a silicon nitride-based insulating thin film on a semiconductor substrate exposed at the bottom of the emitter opening; Forming a silicon film on the conductive thin film, and diffusing impurities from the silicon film through the insulating wire thin film to the surface layer of the base diffusion layer to form an emitter diffusion layer. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項4】 半導体基板の表面側にバイポーラトラン
ジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 半導体基板上に層間絶縁膜を成膜し、当該層間絶縁膜に
当該半導体基板にまで達するエミッタ開口を形成する工
程と、 前記エミッタ開口の底部に露出する前記半導体基板の表
面層に生成された自然酸化膜を除去する工程と、 前記自然酸化膜が除去された前記半導体基板の表面を覆
う状態で前記半導体基板上にシリコン膜を成膜する工程
と、 前記自然酸化膜を除去した後に、イオン注入によって前
記半導体基板の表面層にベース拡散層を形成する工程
と、 前記シリコン膜から前記ベース拡散層の表面層に不純物
を拡散させてエミッタ拡散層を形成する工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a bipolar transistor is formed on a front side of a semiconductor substrate, wherein an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate, and the emitter opening reaches the semiconductor substrate in the interlayer insulating film. Forming a natural oxide film formed on a surface layer of the semiconductor substrate exposed at the bottom of the emitter opening; and covering the surface of the semiconductor substrate from which the natural oxide film has been removed. A step of forming a silicon film on the semiconductor substrate; a step of forming a base diffusion layer in a surface layer of the semiconductor substrate by ion implantation after removing the natural oxide film; and a step of forming the base diffusion layer from the silicon film. Forming an emitter diffusion layer by diffusing impurities into a surface layer of the semiconductor device.
【請求項5】 半導体基板の表面側にバイポーラトラン
ジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 半導体基板上に層間絶縁膜を成膜し、当該層間絶縁膜に
当該半導体基板にまで達するエミッタ開口を形成する工
程と、 前記エミッタ開口の底部に露出する前記半導体基板の表
面を覆う状態で前記半導体基板上にシリコン膜を成膜す
る工程と、 熱処理によって、前記エミッタ開口の底部における前記
半導体基板の表面層に生成された自然酸化膜を構成する
酸素を前記シリコン膜中に吸収させて当該自然酸化膜を
除去する工程と、 前記自然酸化膜を除去した後に、イオン注入によって前
記半導体基板の表面層にベース拡散層を形成する工程
と、 前記シリコン膜中に不純物を導入し、当該シリコン膜中
から前記ベース拡散層の表面層に不純物を拡散させてエ
ミッタ拡散層を形成する工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a bipolar transistor is formed on a front surface side of a semiconductor substrate, wherein an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate, and the emitter opening reaches the semiconductor substrate in the interlayer insulating film. Forming a silicon film on the semiconductor substrate so as to cover the surface of the semiconductor substrate exposed at the bottom of the emitter opening; and heat treating the semiconductor substrate at the bottom of the emitter opening. Removing the natural oxide film by absorbing oxygen constituting the natural oxide film generated in the surface layer into the silicon film; and removing the natural oxide film, and then ion-implanting the surface layer of the semiconductor substrate. Forming a base diffusion layer in the silicon film, introducing impurities into the silicon film, and introducing impurities into the surface layer of the base diffusion layer from the silicon film. The method of manufacturing a semiconductor device which is characterized in that the by diffusing and forming an emitter diffusion layer.
【請求項6】 半導体基板の表面側にバイポーラトラン
ジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 半導体基板上に層間絶縁膜を成膜し、当該層間絶縁膜に
当該半導体基板にまで達するエミッタ開口を形成する工
程と、 前記エミッタ開口の底部に露出する前記半導体基板上に
窒化シリコン系の絶縁性薄膜を成膜する工程と、 前記絶縁性薄膜上にシリコン膜を成膜する工程と、 前記絶縁性薄膜を成膜した後に、イオン注入によって前
記半導体基板の表面層にベース拡散層を形成する工程
と、 前記シリコン膜から前記絶縁性薄膜を通して前記ベース
拡散層の表面層に不純物を拡散させてエミッタ拡散層を
形成する工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a bipolar transistor is formed on a front surface side of a semiconductor substrate, wherein an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate, and the emitter opening reaches the semiconductor substrate in the interlayer insulating film. Forming a silicon nitride-based insulating thin film on the semiconductor substrate exposed at the bottom of the emitter opening; forming a silicon film on the insulating thin film; Forming a base diffusion layer on the surface layer of the semiconductor substrate by ion implantation after forming the conductive thin film; and forming an emitter by diffusing impurities from the silicon film through the insulating thin film to the surface layer of the base diffusion layer. Forming a diffusion layer.
【請求項7】 半導体基板の表面層に設けられたベース
拡散層と、 前記ベース拡散層上に当該ベース拡散層の一部を露出さ
せるエミッタ開口を有する形状で前記半導体基板上に設
けられた層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜のエミッタ開口から露出する前記半導体
基板上に設けられたシリコン膜と、 前記シリコン膜の下部における前記半導体基板の表面層
に設けられたエミッタ拡散層とを有する半導体装置にお
いて、 前記シリコン膜と前記半導体基板との間には、窒化シリ
コン系の絶縁性薄膜が設けられたこと、 を特徴とする半導体装置。
7. An interlayer provided on the semiconductor substrate in a shape having a base diffusion layer provided on a surface layer of the semiconductor substrate and an emitter opening on the base diffusion layer to expose a part of the base diffusion layer. A semiconductor device comprising: an insulating film; a silicon film provided on the semiconductor substrate exposed from an emitter opening of the interlayer insulating film; and an emitter diffusion layer provided on a surface layer of the semiconductor substrate below the silicon film. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a silicon nitride-based insulating thin film is provided between the silicon film and the semiconductor substrate.
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